高中化学专题2化学反应与能量转化221化学反应中的热量变化必修.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,专题,2,化学反应与能量转化,第二单元 化学反应中的热量,化学反应中的热量变化,在化学反应中除了有物质的变化外，还伴随着能量的变化,有的反应需吸收能量：,如热能、光能、电能 化学能,有的反应需放出能量：,如化学能 热能、光能、电能,请举例加以说明,庆典时的烟火,火苗,植物的光合作用,荧火虫,光能转化为化学能,：,绿色植物的光合作用是存在于地球最普遍的化学变化,C,6,H,12,O,6,+6O,2,6CO,2,+6H,2,O,动物呼吸作用,释放能量,光合作用,叶绿素,储存能量,6CO,2,+6H,2,O C,6,H,12,O,6,+6O,2,化学能转化为其他能：,夜晚能发出荧光虫：萤火虫,能放电的鱼：电鳗,图,2-3,给出了几种常见化学反应实例，请说出能量转化的方式。,化学反应,能量转化方式,镁条的燃烧,石油气的燃烧,闪电时产生氮氧化物,原电池放电,高温冶炼铁,化学能转化为光能和热能,化学能转化为光能和热能,化学能转化为电能,电能转化为化学能,热能转化为化学能,归纳总结：,镁条的燃烧,闪电时产生氮氧化物,实验,1.,镁条和盐酸反应,现象,:,试管内有气泡产生,镁条逐渐溶解,试管外壁温度升高,.,结论,:,该反应是放热反应,.,实验,2:,氢氧化钙和氯化铵反应,.,现象,:,反应方程式,:,结论,:,反应的混合物温度降低,反应方程式,:,Mg+2HCl=MgCl,2,+H,2,2NH,4,Cl+Ca(OH),2,=CaCl,2,+2NH,3,+2H,2,O,该反应是吸热反应,化学反应,根据热量,变化情况,放热反应,吸热反应,放热反应：放出热量的化学反应。,吸热反应：吸收热量的化学反应。,一、化学反应中的热量转化,2,吸热反应和放热反应：,判断下列变化是放热反应还是吸热反应：,1.,镁条的燃烧,2.,浓硫酸的稀释,3.,高温下木炭与二氧化碳反应生成一氧化碳,4.,氧化钙与水的反应,5.,高温煅烧石灰石,6.NaOH,和,NH,4,Cl,的反应,交流与讨论,常见的放热反应,放热,反应,酸碱中和：,HCl+NaOH=NaCl+H,2,O,含碳燃料燃烧的反应,：,C+O,2,CO,2,金属与酸或水反应：,Zn+2HCl=ZnCl,2,+H,2,大多数的化合反应：,CaO+H,2,O=Ca(OH),2,【,整理与归纳,】,易爆物质的爆炸反应,;,铝热反应,此外,浓硫酸,的稀释、,氢氧化钠,的溶解、,氧化钙,的溶解等。,常见的吸热反应,吸热,反应,大多数分解反应：,Ca(OH),2,+2NH,4,Cl=CaCl,2,+2NH,3,+2H,2,O,2KMnO,4,K,2,MnO,4,+MnO,2,+O,2,H,2,、,CO,、,C,还原金属氧化物,:,CuO+H,2,Cu,H,2,O,【,整理与归纳,】,此外一些物质的溶解，如硝酸铵溶解等,.,有人说，在加热条件下，进行的化学反应一定是,吸热反应；吸热反应一定要在加热条件下进行。,这些说法对吗？,为什么有的反应放出热量，而有的反应吸收热量？,思考与讨论,用化学键的观点来分析化学反应的本质过程是什么？,光照,以,H,2,+Cl,2,=2HCl,为例,一个化学反应是否为放热还是吸热取决于什么呢？,化学反应的实质是,反应物分子内,化学键的断裂,与产物分子中,化学键的形成,先回顾一下,使原子之间相结合的,强烈作用力,。,1,、,化学键,？,2,、从化学键的角度来看，化学反应,的,实质,是什么？,Cl,Cl,:,断开,此键要吸收,247KJ/mol,形成,此键要放出,247KJ/mol,H,H,:,断开,此键要吸收,436KJ/mol,形成,此键要放出,436KJ/mol,(25,、,101KPa),H,Cl,:,断开,此键要吸收,431KJ/mol,形成,此键要放出,431KJ/mol,H,Cl,：,Cl,H,H,2,+Cl,2,=2HCl,HH,Cl Cl,HCl,断裂,断裂,形成,光照,吸收能量,吸收能量,放出能量,一个化学反应的的过程，本质上就是,旧化学键断裂和新化学键形成,的过程。,化学键的断裂和形成,是化学反应中能量变化的,主要原因,。,吸收能量,放出能量：,吸热,反应；,吸收能量,放出能量：,放热,反应。,已知断开,1molH,2,中的,H-H,键需要吸收,436.4kJ,能量,断开,1molCl,2,中的,Cl-Cl,键需要吸收,242.7kJ,能量,生成,1molHCl,中的,H-Cl,键放出,431.8kJ,能量,.,试说明,H,2,+Cl,2,=2HCl,是吸热反应还是放热反应,.,【,问题解决,】,E,反应历程,H,2,+Cl,2,2H,+2Cl,2HCl,E=kJ,吸收,436.4 kJ(H,2,),吸收,242.7 kJ(Cl,2,),放出,2,431.8 kJ,=863.6 kJ,184.5,(,注,:1mol,H,2,和,1mol,Cl,2,反应,),放热反应的逆反应一定是吸热反应吗,?,如,:2HCl=H,2,+Cl,2,是吸热反应吗,?,?,E,184.5,反应历程,H,2,+Cl,2,2H,+2Cl,2HCl,放出,436.4 kJ(H,2,),放出,242.7 kJ(Cl,2,),吸收,2,431.8 kJ,=863.6 kJ,(,注,:1mol,H,2,和,1mol,Cl,2,反应,),E=,kJ,反应物的总能量,=,生成物的总能量,+,放出的热量,生成物的总能量,=,反应物的总能量,+,吸收的热量,放热反应,吸热反应,放热反应,吸热反应,反应物的总能量高,生成物的总能量低,生成物的总能量高,反应物的总能量低,化学反应的过程,也可以看成是能量的,“释放”,或,“贮存”,的过程。,1,、若,E,反,E,生,，,2,、若,E,反,E,生,，,放出能量,吸收能量,放热反应,吸热反应,(1),定义,:,在化学反应中放出或吸收的热量叫反应热。,(2),符号：,(3),单位：,放热反应：,H,取,负值（,H0,）,H,kJ mol,1,3,、反应热,实验测得,1molH,2,和,1molCl,2,反应生成,2molHCl,时,放出,184.5kJ,的能量，该反应的反应热为：,H,184.5kJmol,1,问题：,如何用化学用语表示放热反应和吸热反应？,4.,热化学方程式,(1),定义：,表明反应放出或吸收的热量的化学方程式叫热化学方程式,。,如：,C(s)+O,2,(g)=CO,2,(g)H=,393.5kJ,mol,1,H,2,(,g,),+Cl,2,(,g,),=2HCl,(,g,),H,=,-,184.6kJ/mol,观察以下热化学反应方程式，你发现了什么？,2H,2,(g)+O,2,(g)=2H,2,O(g),H,-483.6 kJ/mol,2H,2,(g)+O,2,(g)=2H,2,O(l),H,-571.6 kJ/mol,结论：,同种物质聚集状态不同，能量不同,2H,2,(g)+O,2,(g)=2H,2,O(l),H,-571.6 kJ/mol,H,2,(g)+1/2O,2,(g)=H,2,O(l),H,-285.8 kJ/mol,结论：,H,的值与化学计量数成正比,化学计量数只表示,物质的量,，可用,分数,(2),书写热化学方程式注意事项,:,（,1,）反应物和生成物要标明其,聚集状态,，用,g,、,l,、,s,分别代表气态、液态、固态。,（,2,）用,H,标明恒压条件下反应放出或吸收的热量，,放热为负，吸热为正。,（,3,）反应温度、压强不同其,H,也不同，中学阶段指的是标准状况。,（,4,）热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，只表示,物质的量,，因此可以是,整数或分数,。,（,5,）对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其,H,也不同，即,H,的值与计量数成正比,。,(6),热化学方程式中已表明物质的状态，所以热化学方程式中不再使用,“,”,或,“,”,符号。,（,7,）可逆反应的热化学方程式不以,“,”,表示，要用,“,=,”,表示。,(3),热化学方程式的书写步骤,(1),写出正确的化学方程式,(2),标明各物质的聚集状态,(3),注明反应热,(H0,表示吸热,H0,表示放热,单位,:KJmol,-1,),思考,:,同一反应的,H,与哪些因素有关,?,反应物系数,和,各物质的聚集状态,典型例题,判断热化学方程式的正误；,已知在,110,5,Pa,，,298K,条件下，,2mol,氢气,燃烧生成水蒸气放出,484kJ,热量，下列热化学方程式,正确的是,A.,H,2,O(g),H,2,(g),1/2O,2,(g);H,242kJmol,-1,B.,2H,2,(g),O,2,(g),2H,2,O(l);H,484kJmol,-1,C.,H,2,(g),1/2O,2,(g),H,2,O(g);H,242kJmol,-1,D.,2H,2,(g),O,2,(g),2H,2,O(g);H,484kJmol,-1,A,注意,:,物质聚集状态吸放热与,H,的“,+”,、“”,吸放热的量与系数对应,下列热化学方程式书写正确的是,A,2SO,2,+O,2,=2SO,3,H=,196.6 kJ/mol,B,H,2,(g)+O,2,(g)=H,2,O(g)H=,241.8 kJ,C,2H,2,(g)+O,2,(g)=2H,2,O(l)H=,571.6 kJ/mol,D,C(s)+O,2,(g)=CO,2,(g)H=+393.5 kJ/mol,C,问题解决,在相同条件下，比较下列热化学方程式,Q,1,与,Q,2,的关系,Q,1,=,Q,2,Q,3,Q,4,2Q,5,Q,6,2A,2,(g)+B,2,(g)=2A,2,B(g)H,-Q,1,2A,2,B(g)=2A,2,(g)+B,2,(g)H,+Q,2,Q,3,与,Q,4,的关系,2A,2,B(,g,)=2A,2,(g)+B,2,(g)H,+Q,3,2A,2,B(,l,)=2A,2,(g)+B,2,(g)H,+Q,4,Q,5,与,Q,6,的关系,A,2,B(,g,)=A,2,(g)+,B,2,(g)H,+Q,5,2A,2,B(,l,)=2A,2,(g)+B,2,(g)H,+Q,6,问题解决,例,1 25,0,C,，,1.01,10,5,Pa,下，,1g,硫粉在氧气中充分,燃烧放出,9.36kJ,热量，写出硫燃烧的热化学方程式。,1g,硫粉在氧气中充分燃烧放出,9.36kJ,热量,32g,9.36kJ/g=299.52 kJ,1 mol,硫粉在氧气中充分燃烧放出热量为：,S(,)+O,2,(,)=SO,2,(,),H,=-299.52,kJ,mol,-,1,S +O,2,=SO,2,例,2,在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的化学方程,式为：,2H,2,(g)+O,2,(g)=2H,2,O(l),H=-,572 kJ,mol,-,1,CH,4,(g)+2O,2,(g)=CO,2,(g)+2H,2,O(l),H=-,890 kJ,mol,-1,由,1mol,氢气和,3mol,甲烷组成的混合气体在上述条件,下完全燃烧时放出的热量为多少。,解：,Q=(572kJ 2)+(890 kJ3)=2956 kJ,变型题,已知：,2H,2,O(l)=2H,2,(g)+O,2,(g),H=+,517.6 kJ,mol,-1,CH,4,(g)+2O,2,(g)=CO,2,(g)+2H,2,O(l);,H=-,890.3 kJ,mol,-1,则：,1g,氢气和,1g,甲烷分别燃烧后，放出热量之比约,为,(A)1:34 (B)1:1.7 (C)2.3:1 (D)4.6:1,517.6/4,分析：,890.3/16,=,517.6,890.3/4,5004,900,2.2,1,选,C,变型题,在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为：,2H,2,(g)+O,2,(f)=2H,2,O(l),H=-,571.6,kJ,mol,-1,C,3,H,8,(g)+5O,2,(g)=3CO,2,(g)+4H,2,O(l),H=-,2220,kJ,mol,-1,5mol,氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热,3847kJ,，则,氢气和丙烷的体积比为,(A)1:3 (B)3:1 (C)1:4 (D)1:1,解：设,H,2,、,C,3,H,8,的物质的量分别为,x,，,y,答：氢气和丙烷的体积比为,3,：,1,x+y=5,(571.6/2)(x)+2220y=3847,V,(H,2,):,V,(C,3,H,8,)=,n,(H,2,):,n,(C,3,H,8,)=3.75:1.25=3:1,x=3.75 mol,y=1.25 mol,1,下列说法不正确的是,(),A,、化学反应除了生成新物质外，还,伴随着能量的变化,B,、化学反应中能量变化一定表现为,热量变化,C,、反应物的总能量高于生成物的总,能量时，发生放热反应,D,、吸热反应贮备能量,B,化学反应中的热量变化练习,2.,下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是,(),A.,铝片与稀盐酸的反应,B.Ba(OH),2,8H,2,O,和,NH,4,Cl,的反应,C.,灼热的炭与,CO,2,的反应,D.,甲烷在氧气中的燃烧反应,C,化学反应中的热量变化练习,3.,下列说法正确的是,(),A.,大多数的化合反应是释放能量的反应,B.,大多数分解反应是吸收能量的反应,C.,放热反应不需要加热即可发生,D.,需要加热的化学反应都是吸热反应,AB,化学反应中的热量变化练习,4.,下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是,(),A.,碳酸钙受热分解,B.,乙醇燃烧,C.,铝粉与氧化铁粉末反应,D.,氧化钙溶于水,A,化学反应中的热量变化练习,1,、物质发生化学反应的同时还伴随着能量的变化,而这种能量变化又,主要表现为,热能,变化,。,2,、,化学键的断裂和形成,是化学反应中能量变化的主要原因。,3,、一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，取决于,反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小,。,4,、化学反应中能量转化遵循,能量守恒,原则。,小结,作业：,（,2,）,.,当,1g,氨气安全分解为,N,2,和,H,2,时，吸收,2.718KJ,的热量，写出其热化学反应方程。,（,1,）,.,已知每,1 mol,甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时将放出,889.6kJ,热量，写出该反应的热化学方程式。,